桩基沉降计算桩基沉降计算.ppt

 桩基沉降计算前言 桩距小于和等于6倍桩径的群桩基础，在工作荷载下的沉降计算方法，目前有两大类。 一类是按实体深基础计算模型，采用弹性半空间表面荷载下Boussinesq应力解计算附加应力，用分层总和法计算沉降；  另一类是以半无限弹性体内部集中力作用下的Mindlin解为基础计算沉降。后者主要分为两种，一是Poulos提出的相互作用因子法；第二种是Geddes对Mindlin公式积分而导出集中力作用于弹性半空间内部的应力解，按叠加原理，求得群桩桩端平面下各单桩附加应力和，按分层总和法计算群桩沉降(如《上海地基基础设计规范》DGJ08-11-1999，《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002)。 上述方法存在如下缺陷：(1)实体深基础法，其附加应力按Boussinesq解计算与实际不符(计算应力偏大)，且实体深基础模型不能反映桩的距径比、长径比等的影响；(2)相互作用因子法不能反映压缩层范围土的成层性；(3)Gedde s应力叠加一分层总和法对于大桩群不能手算，且要求假定侧阻力分布，并给出桩端荷载分担比。针对以上问题，本规范给出等效作用分层总和法。 1 等效系数ψe 运用弹性半无限体内作用力的Mindlin位移解，基于桩、土位移协调条件，略去桩身弹性压缩，给出匀质土中不同距径比、长径比、桩数、基础长宽比条件下刚性承台群桩的沉降数值解： Q一群桩中各桩的平均荷载； Es一均质土的压缩模量； d一桩径； wM_一Mindlin解群桩沉降系数，随群桩的距径比、长径比、桩数、基础长宽比而变。 (2) 运用弹性半无限体表面均布荷载下的Boussinesq解，不计实体深基础侧阻力和应力扩散，求得实体深基础的沉降： m一矩形基础的长宽比；m=a／b； P一矩形基础上的均布荷载之和。 (3) 两种沉降解之比： 相同基础平面尺寸条件下，对于不考虑群桩侧面剪应力和应力不扩散实体深基础Boussinesq解沉降计算值wb按不同几何参数刚性承台群桩Mindlin位移解沉降计算值Wu二者之比为等效系数ψe实体深基础Boussinesq计算沉降wB以等效系数ψe，实质上纳入了按Mindlin位移解计算桩基础沉降时，附加应力及桩群几何参数的影响，称此为等效作用分层总和法。 2 等效果作用分层总和法桩基一点最终沉降量计算式 沉降计算公式与习惯使用的等代实体深基础分层总和I法基本相同，仅增加一个等效系数ψe。其中要注意的是：等效作用面位于桩端平面，等效作用面积为桩基承台投影面积，等效作用附加应力取承台底附加应力，等效作用面以下(等代实体深基底以下)的应力分布按弹性半空间Boussinesq解确定，应力系数为角点下平均附加应力系数α。各分层沉降量 其中zi、z(i-1)为有效作用面至i、i一1层层底的深度；αj、α(i-1)为按计算分块长宽比a／b及深宽比Zi 、z(i-1)/b、 由附录 D 确定。 p0为承台底面一载效应准永久组合附加压力，将其用于桩端等效作用面。 3桩基沉降经验系数ψ统计 本次规范修编时，收集了软土地区上海、天津，一般第四纪土地区北京、沈阳，黄土地区西安共计1 5 0份已建桩基工程的沉降观测资料，由实测沉降与计算沉降之比ψ与沉降计算深度范围内压缩模量当量值Es的关系如图5.5.1，同时给出ψ值列于规范表5.5.1 0。详细分析过程如下： (1)确定沉降计算深度取的附加应力 《94规范》使用应力比法确定计算深度。其中需要获取土的自重应力，工程中，土自重取18~20kN／m3，本次计算取值1 8kN／m3。理论上，土自重越小，计算深度越大，计算沉降也越大。下面以上海田林新村1 2 1号为例说明，主要是要明确其误差有多少。 桩入土深度56.3m，附加应力444kN／m2. ρ=1 8kN／m j时，沉降计算深度20.5m，沉降S=54.3 9mm ρ=20KN／m j时，沉降计算深度1 8.5m，沉降S=5 1.43mm 计算沉降减小了5.4％。 沪太东区62号，桩入土深度3 1.8m，附加应力360kN／m2. ρ=1 8kN／m3时，沉降计算深度1 9m，沉降S=150.3 6mm ρ=20KN／ m3时，沉降计算深度1 8m，沉降S=145.3 mm 计算沉降减小了3.5％。 可见，其误差约为5％，是可以接受的。 (2)短边布桩数nb 《94规范》5.3.8-